Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Природна радіація була завжди: до появи людини, і навіть нашої планети. Радіоактивно все, що нас оточує: грунт, вода, рослини і тварини. Залежно від регіону планети рівень природної радіоактивності може коливатися від 5 до 20 мікрорентген на годину.
Звідки ж береться природна радіоактивність? Існує три основних джерела:
1. Космічне випромінювання і сонячна радіація - це джерела колосальної потужності, які в одну мить можуть знищити і Землю, і все живе на ній. На щастя, від цього виду радіації у нас є надійний захисник - атмосфера.
2. Випромінювання земної кори. Крім космічного випромінювання радіоактивна і сама наша планета. В її поверхні міститься багато мінералів, що зберігають сліди радіоактивного минулого Землі: граніт, глинозем і т.п. Самі по собі вони становлять небезпеку лише поблизу родовищ, проте людська діяльність веде до того, що радіоактивні частинки потрапляють в наші будинки у вигляді будматеріалів, в атмосферу після спалювання вугілля, на ділянку у вигляді фосфорних добрив, а потім і до нас на стіл у вигляді продуктів харчування.
3. Радон - це радіоактивний інертний газ без кольору, смаку і запаху. Він в 7,5 разів важчий за повітря, і, як правило, саме він стає причиною радіоактивності будівельних матеріалів. Радон має властивість накопичуватися під землею в великих кількостях, на поверхню же він виходить при видобутку корисних копалин або через тріщини в земній корі.
На відміну від природних джерел радіації, штучна радіоактивність виникла і поширюється виключно силами людей. До основних техногенних радіоактивним джерел відносять ядерну зброю, промислові відходи, АЕС, медичне обладнання, предмети старовини, вивезені з «заборонених» зон після аварії Чорнобильської АЕС, деякі дорогоцінні камені.
Радіоактівность- властивість атомних ядер мимовільно (спонтанно) змінювати свій склад (заряд Z, масове число A) шляхом випускання елементарних частинок або ядерних фрагментів. Відповідне явище називається радіоактивним розпадом. Радіоактивністю називають також властивість речовини, що містить радіоактивні ядра.
Альфа-, бета- і гамма розпад.
При альфа-розпаді випромінюється # 945; -частка (ядро атома гелію). З речовини з кількістю протонів Z і нейтронів N в атомному ядрі воно перетворюється в речовину з кількістю протонів Z-2 і кількістю нейтронів N-2 і, відповідно, атомною масою А-4: (Z ^ A) X → (Z-2 ^ (A-4)) Y + (2 ^ 4) He. Тобто відбувається зміщення утворився елемента на дві клітини назад в періодичній системі.
Альфа-розпад - це внутрішньоядерних процес. У складі важкого ядра за рахунок складної картини поєднання ядерних і електростатичних сил утворюється самостійна # 945; -частка, яка виштовхується кулоновскими силами набагато активніше за інших нуклонів. При певних умовах вона може подолати сили ядерного взаємодії і вилетіти з ядра.
При бета-розпаді випромінюється електрон (# 946; -частинка). В результаті розпаду одного нейтрона на протон, електрон і антинейтрино, склад ядра збільшується на один протон, а електрон і антинейтрино випромінюються зовні: (Z ^ A) X → (Z + 1 ^ A) Y + (- 1 ^ 0) e + (0 ^ 0) v. Відповідно, що утворився елемент зміщується в періодичній системі на одну клітку вперед.
Бета-розпад - це внутрінуклонний процес. Перетворення зазнає нейтрон. Існує також бета-плюс-розпад або позитронний бета-розпад. При позитронному розпаді ядро випускає позитрон і нейтрино, а елемент зміщується при цьому на одну клітку назад по періодичній таблиці. Позитронний бета-розпад зазвичай супроводжується електронним захопленням.
Крім альфа і бета-розпаду існує також гамма-розпад. Гамма-розпад - це випромінювання гамма-квантів ядрами в збудженому стані, при якому вони володіють великою в порівнянні з незбудженим станом енергією. У збуджений стан ядра можуть приходити при ядерних реакціях або при радіоактивних розпадах інших ядер. Більшість порушених станів ядер мають дуже нетривалий час життя - менше наносекунди.
Ядерна реакція - це процес взаємодії атомного ядра з іншим ядром або елементарною частинкою, що супроводжується зміною складу і структури ядра і виділенням вторинних частинок або # 947; квантів.
В результаті ядерних реакцій можуть утворюватися нові радіоактивні ізотопи, яких немає на Землі в природних умовах.
При ядерних реакціях виконується кілька законів збереження. імпульсу, енергії, моменту імпульсу, заряду. На додаток до цих класичним законам при ядерних реакціях виконується закон збереження так званого баріонів заряду (т. Е. Числа нуклонів - протонів і нейтронів). Виконується також ряд інших законів збереження, специфічних для ядерної фізики і фізики елементарних частинок.
Ядерні реакції можуть протікати при бомбардуванні атомів швидкими зарядженими частинками (протони, нейтрони, # 945; частинки, іони).
Ядерні реакції супроводжуються енергетичними перетвореннями. Енергетичним виходом ядерної реакції називається величина
де MA і MB - маси вихідних продуктів, MC і MD - маси кінцевих продуктів реакції. величина # 916; M називається дефектом мас. Ядерні реакції можуть протікати з виділенням (Q> 0) або з поглинанням енергії (Q <0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q |, которая называется порогом реакции .
Для того щоб ядерна реакція мала позитивний енергетичний вихід, питома енергія зв'язку нуклонів в ядрах вихідних продуктів повинна бути менше питомої енергії зв'язку нуклонів в ядрах кінцевих продуктів. Це означає, що величина # 916; M повинна бути позитивною.
При розподілі ядра урану-235, яке викликано зіткненням з нейтроном, звільняється 2 або 3 нейтрона. При сприятливих умовах ці нейтрони можуть потрапити в інші ядра урану і викликати їх розподіл. На цьому етапі з'являться вже від 4 до 9 нейтронів, здатних викликати нові розпади ядер урану і т. Д. Такий лавиноподібний процес називається ланцюговою реакцією.
Для здійснення ланцюгової реакції необхідно, щоб так званий коефіцієнт розмноження нейтронів був більше одиниці. Іншими словами, в кожному наступному поколінні нейтронів має бути більше, ніж в попередньому. Коефіцієнт розмноження визначається не тільки числом нейтронів, що утворюються в кожному елементарному акті, а й умовами, в яких протікає реакція - частина нейтронів може поглинатися іншими ядрами або виходити із зони реакції. Нейтрони, що звільнилися при розподілі ядер урану-235, здатні викликати розподіл лише ядер цього ж урану, на частку якого в природному урані доводиться всього лише 0,7%. Така концентрація виявляється недостатньою для початку ланцюгової реакції.